在過去的十多年中，金屬鹵化物鈣鈦礦太陽能電池、的光電轉(zhuǎn)換效率不斷提高，使其成為下一代光伏技術(shù)的重要候選者，在光伏建筑一體化、柔性便攜式設(shè)備、太陽能汽車與飛行器等場景中有著巨大的應(yīng)用潛力。金屬鹵化物鈣鈦礦光電材料具有較低的形成能，可以在溫和條件下沉積并結(jié)晶獲得高質(zhì)量薄膜。然而，溫和條件下的快速結(jié)晶過程會在鈣鈦礦薄膜中引入大量缺陷，尤其是在各類界面處，缺陷更加富集，從而限制了這類電池性能的進(jìn)一步提升。

相比于其它多晶光伏材料，金屬鹵化物鈣鈦礦通常具有更好的“缺陷容忍”特性。對缺陷進(jìn)行有效的調(diào)控處理，可進(jìn)一步提升太陽能電池的效率和穩(wěn)定性。鈣鈦礦薄膜上下表面存在大量未配位懸掛鍵或空位，其與相鄰功能層薄膜（如空穴或電子傳輸層）形成的異質(zhì)結(jié)界面是缺陷聚集、導(dǎo)致?lián)p失的主要區(qū)域之一。例如，鈣鈦礦與電子傳輸層界面處的能級失配是性能的主要損失來源，在三維鈣鈦礦薄膜表面構(gòu)筑二維鈣鈦礦層被認(rèn)為是一個有潛力的界面優(yōu)化策略。

此外，電子傳輸層與金屬電極之間往往是離子遷移聚集嚴(yán)重的區(qū)域，進(jìn)而導(dǎo)致的電極分解等問題將直接破壞鈣鈦礦電池結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。目前，不同界面緩沖層被引入到該界面以抑制離子遷移，更多的策略仍待進(jìn)一步開發(fā)；處在鈣鈦礦薄膜底部的埋底界面因其難以被直接觀測表征而更少被關(guān)注，埋底界面的孔洞、細(xì)碎晶粒、不可控應(yīng)力等情況亦會嚴(yán)重影響電池性能。通過引入自組裝單分子層（SAM）可實(shí)現(xiàn)對鈣鈦礦埋底界面的有效調(diào)控，其工作機(jī)理仍需深入探索。

鈣鈦礦太陽能電池界面未來的發(fā)展，有四個主要的優(yōu)化路徑：

1.消除/修復(fù)界面缺陷。盡管現(xiàn)在已經(jīng)在一定程度上建立起對缺陷的了解，但仍需要在更精細(xì)結(jié)構(gòu)的層面上理解缺陷的形成及其對界面電子態(tài)的影響，同時也應(yīng)當(dāng)兼顧考慮新引入的鈍化材料對界面電子態(tài)的改變。

2.設(shè)計合理的界面能帶結(jié)構(gòu)。二維鈣鈦礦界面層展現(xiàn)出一定的潛力，未來應(yīng)當(dāng)對其能級進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)在不同界面處的載流子選擇性。

3.最小化界面應(yīng)變。針對界面導(dǎo)致的應(yīng)變，應(yīng)采用多尺度表征來加深對下界面結(jié)構(gòu)的認(rèn)知，尤其是對局部載流子行為過程的了解。

4.增強(qiáng)界面機(jī)械穩(wěn)定性。在加深對界面接觸和應(yīng)變了解的基礎(chǔ)上，需要針對性地設(shè)計接觸增強(qiáng)策略。

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